山東沂南金礦銅井礦區(qū)礦液活動(dòng)中心控礦特征

國(guó)興偉

(山東黃金礦業(yè)(沂南)有限公司)

山東沂南金礦銅井礦區(qū)主要地層為古生界寒武系中下統(tǒng)，主要巖石類型為砂頁巖夾灰?guī)r，其次為震旦系土門組地層，巖層產(chǎn)狀平緩，傾角4°～13°[1-5]。由于銅井閃長(zhǎng)巖-閃長(zhǎng)玢巖巖體侵入，改變了地層原有產(chǎn)狀，形成了附生穹狀構(gòu)造。區(qū)內(nèi)構(gòu)造裂隙發(fā)育，以NE向和NW向斷裂構(gòu)造為主，其次為EW向斷裂，另外層間斷裂、層間滑動(dòng)、層間破碎也較發(fā)育。依據(jù)銅井礦區(qū)矽卡巖型金銅礦床礦石礦物和熱液蝕變礦物穩(wěn)定同位素δS34、δO18測(cè)定值和礦物測(cè)溫資料[6]，推測(cè)該礦區(qū)矽卡巖型(斑巖型)金銅礦床礦化熱液主要來自地殼深部或上地幔，由深部巖漿房供給。礦化熱液是在成礦巖漿上升侵位冷凝后，沿冷凝巖體邊部構(gòu)造薄弱地段侵位至淺部，而后充填于礦液活動(dòng)中心附近的構(gòu)造裂隙中或以擴(kuò)散和滲透(交代)方式與圍巖中的鈣質(zhì)巖層(含礦層位)發(fā)生雙交代作用，形成矽卡巖及矽卡巖型金銅礦床。由于受多種地質(zhì)因素的制約，礦體多賦存于礦液活動(dòng)中心附近，遠(yuǎn)離礦液活動(dòng)中心礦體尖滅，礦體群消失[7]。本研究通過分析礦區(qū)地質(zhì)特征，對(duì)礦液活動(dòng)中心控礦特征進(jìn)行分析，并對(duì)礦液活動(dòng)中心可能存在的位置進(jìn)行總結(jié)，為礦區(qū)后續(xù)找礦提供參考。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

銅井礦區(qū)的巖漿巖主要為燕山期中酸性淺成侵入巖，其分布嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造控制。銅井閃長(zhǎng)巖-閃長(zhǎng)玢巖巖體為區(qū)內(nèi)規(guī)模最大的巖體，出露面積約占礦區(qū)巖漿巖巖體出露面積的90%，另外在銅井巖體北側(cè)有正長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖巖脈及小巖體分布。

銅井閃長(zhǎng)巖-閃長(zhǎng)玢巖巖體(下稱銅井巖體)為多期次侵位的復(fù)合巖體，侵位于NE向鄌郚—葛溝斷裂與NW向馬家窩—銅井?dāng)嗔呀粎R處，呈巖株?duì)?，平面狀態(tài)為不規(guī)則方形，邊長(zhǎng)約2 000 m，巖體北東地段延伸出1個(gè)寬600 m、長(zhǎng)1 500 m巖枝，出露面積約 4.4 km2。巖體的主要巖石類型為閃長(zhǎng)巖及閃長(zhǎng)玢巖，在巖體東部分布有規(guī)模不大的爆破角礫巖，另外在巖體邊部局部地段分布有侵入角礫巖，閃長(zhǎng)巖與閃長(zhǎng)玢巖呈侵入關(guān)系接觸。閃長(zhǎng)巖主要分布于銅井巖體西部，呈巖株?duì)町a(chǎn)出，出露面積約 2.5 km2，主要巖石類型為黑云母輝石閃長(zhǎng)巖，角閃閃長(zhǎng)巖，其次為石英閃長(zhǎng)巖，屬中淺成相，K-Ar法年齡值為125.5 Ma。閃長(zhǎng)玢巖主要分布于閃長(zhǎng)巖類巖石周圍，在北、西、南三面呈近巖環(huán)狀鑲嵌于閃長(zhǎng)巖與圍巖之間，在巖體東部閃長(zhǎng)玢巖呈面狀覆蓋于閃長(zhǎng)巖之上，主要巖石類型為角閃閃長(zhǎng)玢巖、石英閃長(zhǎng)玢巖，其次為輝石閃長(zhǎng)玢巖，不同類型的閃長(zhǎng)玢巖之間呈漸變關(guān)系接觸，巖體K-Ar法年齡值為 117.5 Ma。

2 礦床地質(zhì)特征

銅井礦區(qū)的礦床主要為矽卡巖型金銅礦床，次為斑巖型礦床，礦體賦存于礦液活動(dòng)中心附近閃長(zhǎng)玢巖與圍巖中鈣質(zhì)巖層(含礦層位)接觸處的矽卡巖或附近的構(gòu)造裂隙中，在礦液活動(dòng)中心附近礦體規(guī)模大，遠(yuǎn)離礦液活動(dòng)中心礦體變小后尖滅。礦石的主要類型為含金銅磁鐵礦，次為含金銅矽卡巖，有時(shí)可見含金銅大理巖，淺部可見大脈狀含金銅礦脈。礦石中金品位一般為3～10 g/t，平均約5 g/t，礦石中銅品位一般為0.2%～3%，平均約0.6%。礦體成群出現(xiàn)，有1個(gè)礦液活動(dòng)中心就有1個(gè)礦體群，單個(gè)礦體規(guī)模不大，一般為1～3萬t。

在數(shù)個(gè)礦液活動(dòng)中心附近，除在含礦層中形成矽卡巖型金銅礦床外，在閃長(zhǎng)玢巖中產(chǎn)生了顯著的綠簾石化、絹云母化、鉀長(zhǎng)石化、黃鐵礦化，黃銅礦化發(fā)育地段，形成了數(shù)個(gè)低品位斑巖型金銅礦體。由于淺部有大脈狀礦體，巖體邊部含礦層中有矽卡巖型礦體，巖體內(nèi)部有斑巖型礦體，形成了區(qū)內(nèi)“多位一體”礦床。由于低品位斑巖型金銅礦床的出現(xiàn)，使得礦區(qū)資源儲(chǔ)量大大增加。

3 礦液活動(dòng)中心控礦特征

成礦熱液沿礦液活動(dòng)中心上升侵位到淺部，若遇到構(gòu)造裂隙便會(huì)充填其中形成大脈狀礦體，遇到含礦層位則會(huì)發(fā)生雙交代作用，形成矽卡巖型金銅礦床。如果礦液活動(dòng)中心既無構(gòu)造裂隙又無含礦層位，礦化熱液便會(huì)使其周圍巖石產(chǎn)生強(qiáng)烈蝕變，內(nèi)接觸帶的閃長(zhǎng)玢巖產(chǎn)生鉀長(zhǎng)石化、綠簾石化、黃鐵礦化并伴有斑巖型金銅礦體，外接觸帶圍巖產(chǎn)生角巖化、板巖化。 礦化熱液是從礦液活動(dòng)中心侵位后向外流動(dòng)、擴(kuò)散和滲透的，故而活動(dòng)中心附近蝕變強(qiáng)烈，礦化最佳，礦體規(guī)模大，礦石金銅品位高，遠(yuǎn)離活動(dòng)中心礦體變小，礦石金銅品位降低，而后礦體消失[8]。

銅井礦區(qū)內(nèi)有數(shù)個(gè)礦液活動(dòng)中心，圍繞著活動(dòng)中心便有1個(gè)礦體群，本研究以Ⅰ#礦液活動(dòng)中心為例進(jìn)行分析。Ⅰ#礦液活動(dòng)中心位于銅井巖體西北角，巖體北邊界EW向斷層(北邊界閃長(zhǎng)玢巖與圍巖呈斷層接觸)與巖體西邊界(西邊界北段巖體與圍巖呈斷層接觸)的SN向斷層交匯處，從礦液活動(dòng)中心沿巖體北邊界向東為山子澗礦床(表1)，沿西邊界向南為汞泉礦床(表2)。

表1 山子澗礦床銅金資源量

4 礦區(qū)內(nèi)礦液活動(dòng)中心確定

矽卡巖型及斑巖型金銅礦床礦化熱液伴隨著閃長(zhǎng)玢巖巖漿上升侵位，侵位時(shí)間是在閃長(zhǎng)玢巖巖漿冷凝之后，侵位位置是在閃長(zhǎng)玢巖巖體邊部構(gòu)造薄弱地帶。侵位位置須具備的條件為：①閃長(zhǎng)玢巖應(yīng)呈楔狀延伸至地殼深部，內(nèi)接觸處為閃長(zhǎng)巖，外接觸處呈陡立狀與圍巖接觸；②閃長(zhǎng)玢巖與圍巖接觸處的構(gòu)造裂隙發(fā)育或有構(gòu)造破碎帶，從深部巖漿房分餾出的礦化熱液沿閃長(zhǎng)玢巖與圍巖接觸處的構(gòu)造裂隙上升侵位至淺部，在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境條件下充填于裂隙中形成大脈狀礦體，在外接觸帶與含礦層位發(fā)生雙交代作用形成矽卡巖型金銅礦床，在內(nèi)接觸帶使閃長(zhǎng)玢巖產(chǎn)生強(qiáng)烈蝕變形成低品位斑巖型金銅礦床，礦液上升侵位的通道即為礦液活動(dòng)中心。

表2 汞泉礦床銅金資源量

(1)銅井巖體東部無礦液活動(dòng)中心，因而無矽卡巖型或斑巖型金銅礦化。矽卡巖型及斑巖型金銅礦床礦化熱液是在閃長(zhǎng)玢巖巖漿冷凝后沿閃長(zhǎng)玢巖巖體邊部構(gòu)造薄弱地帶上升侵位，因而閃長(zhǎng)玢巖巖體與圍巖接觸處產(chǎn)狀應(yīng)較陡同時(shí)還應(yīng)有構(gòu)造裂隙，否則從巖漿房中分餾出的礦化熱液無法上升侵位至淺部。銅井巖體東部，閃長(zhǎng)玢巖呈面狀覆蓋于閃長(zhǎng)巖之上，無礦液上升通道，因而也沒有金銅礦體。銅井礦區(qū)內(nèi)的金銅礦化都集中于銅井巖體西部。

(2)閃長(zhǎng)玢巖巖體邊部構(gòu)造破碎帶內(nèi)。閃長(zhǎng)玢巖巖體邊部與圍巖呈斷層接觸，且接觸帶存在構(gòu)造破碎帶時(shí)，矽卡巖型及斑巖型金銅礦化熱液則會(huì)沿構(gòu)造破碎帶中的適當(dāng)位置上升侵位至淺部，在外接觸帶與含礦層位發(fā)生雙交代作用形成矽卡巖型金銅礦床，在內(nèi)接觸帶閃長(zhǎng)玢巖巖體發(fā)生鉀化、黃鐵礦化形成低品位金銅礦床，構(gòu)造破碎帶中礦液上升侵位的通道即為礦液活動(dòng)中心。此外，在巖體邊部拐角處，若有不同方向的斷層交匯，交匯位置即為礦液活動(dòng)中心。

(3)閃長(zhǎng)巖巖體邊部構(gòu)造形態(tài)特別復(fù)雜的位置。巖體邊部構(gòu)造形態(tài)特別復(fù)雜的地段(如巖體邊部凹凸不平同時(shí)伸出大小不等巖枝，甚至巖體邊部還有圍巖捕擄體等)地質(zhì)構(gòu)造特別脆弱，由地殼深部巖漿房中分餾出的礦化熱液極有可能沿該地段中的某一位置上升侵位，故該地段很可能存在礦液活動(dòng)中心。

(4)閃長(zhǎng)玢巖中有“根”圍巖捕擄體存在的地段。有“根”圍巖捕擄體則是圍巖捕擄體分布于閃長(zhǎng)玢巖中，周圍被閃長(zhǎng)玢巖包圍，如此圍巖既非殘留體也非懸垂體，它深深插入地殼深部仍與深部地層相連接。產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是閃長(zhǎng)玢巖巖漿侵位時(shí)，地殼構(gòu)造較不穩(wěn)定，地層斷裂成較大碎塊，巖漿從碎塊邊緣上升侵位，巖漿冷凝后，圍巖碎塊包裹于巖體中，形成有“根”圍巖捕擄體。該類捕擄體位置是地殼構(gòu)造非常薄弱的地段，無論是巖漿冷凝或地殼構(gòu)造微有變動(dòng)，在該地段便會(huì)形成斷裂構(gòu)造裂隙，并一直延伸至地殼深部。從巖漿房中分餾出的成礦熱液沿該斷裂中的局部地段上升侵位至淺部，則會(huì)形成大脈狀矽卡巖型、斑巖型金銅礦床。該礦液上升侵位的局部地段即為礦液活動(dòng)中心。

(5)閃長(zhǎng)玢巖巖體邊部伸出較大巖枝，巖枝邊部又有斷裂存在的地段。閃長(zhǎng)玢巖邊部伸出較大巖枝，沿巖枝邊緣又有斷裂構(gòu)造出現(xiàn)時(shí)，該地段很可能有礦液活動(dòng)中心存在。因?yàn)殚W長(zhǎng)玢巖巖漿是沿閃長(zhǎng)巖體邊部與圍巖接觸處的裂隙侵位，侵位后充填于閃長(zhǎng)巖體邊部空間中，巖枝伸出位置一般有構(gòu)造裂隙，巖枝侵位后，充填有巖枝的構(gòu)造裂隙復(fù)活，出現(xiàn)斷裂構(gòu)造。該類斷裂構(gòu)造的裂隙一般延伸至地殼深部，由巖漿房分餾出的成礦熱液可沿此構(gòu)造裂隙上升侵位，在適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)形成金銅礦體，巖枝邊部的繼承性斷裂構(gòu)造位置即為礦液活動(dòng)中心。

5 結(jié) 語

分析了沂南金礦銅井礦區(qū)銅金礦床地質(zhì)特征，討論了礦區(qū)礦液活動(dòng)中心控礦特征，并梳理出5處礦液活動(dòng)中心可能的賦存位置，對(duì)于區(qū)內(nèi)后續(xù)找礦勘探工作有一定的借鑒意義。